$\textit{C. elegans}$ 联结图和信号网络结构的差异
神经元与认知
2025-09-18 v2
摘要
联结图描述了神经元之间传递信息的完整突触接触集合。虽然 联结图的结构已被广泛表征，但关于其功能性神经元间因果信号网络组织的了解仍有限。理解有效通信通路如何与底层结构相吻合或差异是神经科学的核心问题之一。本文分析了 信号传播网络的模块化结构，该网络通过钙成像和光遗传学测量，并将其与通过电子显微镜测量的底层解剖结构进行比较。与联结图相比，我们发现信号模块与解剖网络的模块边界不一致，这突显了功能与结构不一致的典型实例。然而，我们发现，其中一些最显著的特征得以保留， exemplified by the pharynx，其在解剖和信号中均被划分为独立的社区。我们分析了信号结构的细胞组成，发现其模块富集特定细胞类型和功能，表明网络模块具有神经生物学相关性。最后，我们在信号网络中识别了一个“富有影响力俱乐部”——由枢纽神经元组成。信号富有影响力俱乐部的成员与解剖网络中检测到的富有影响力俱乐部不同，这挑战了结构枢纽在功能（信号）网络中占据影响位置的观点。我们的结果为脑结构（以完整突触水平的联结图形式）与脑功能（以系统范围因果信号传播图谱形式）之间的新见解提供了支持。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.14498,
title = {Diverging network architecture of the $\textit{C. elegans}$ connectome and signaling network},
author = {Sophie Dvali and Caio Seguin and Richard Betzel and Andrew M. Leifer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14498},
year = {2025}
}